基于地理国情监测的小城镇格局变化监测分析

陈铃凤

（福建省测绘产品质量检测中心 福建福州 350003）

1 引言

近年来，我国小城镇建设取得了较快的发展，小城镇数量陆续增多，规模逐渐扩大。随着基础设施建设加快，城镇功能逐步配套完善，小城镇的吸引力和辐射能力也不断增强。为加强小城镇建设监管、确保小城镇建设可持续发展，本文以连江县琯头镇为例，利用地理国情监测成果，结合基础地理信息成果资料、中高分辨率影像数据和相关专题数据，基于土地利用转移矩阵、土地动态度模型开展小城镇建设格局的变化监测研究。研究成果可为全面掌握小城镇的地理国情信息，为相关专业部门的监测提供基础数据，为政府决策提供参考依据。

琯头镇地处闽江口北岸，位于琅岐、马尾、连江三个县（区）中心地带，是通往省会福州的东大门。该镇交通便捷，区位优势明显，是国务院批准的省级对台贸易点和中国小城镇建设试点镇。

本文选取了2011 年和2016 年两个监测时段的变化数据进行监测分析。对2011 年的基础性地理国情监测数据采集、2011 年与2016 年城镇建成区提取、空间格局变化监测分析这几部分进行探讨。

2 2011 年基础性地理国情监测数据采集

采用内业采集的方式，充分利用解译样本，根据《地理国情普查内容与指标》和《地理国情普查数据规定和采集要求》等技术规定文件，以2016 年基础性地理国情监测数据为基础，结合2011 年的正射影像、专题数据等资料，对地表覆盖、水域和交通要素的变化区域进行影像判读、数据采集等处理，对地表覆盖一级类（耕地、园地、林地、草地、房屋建筑区、铁路与道路、构筑物、人工堆掘地、荒漠与裸露地表、水域、水域和交通要素进行空间位置和属性信息更新。技术路线如图1。

图1 2011 年国情监测数据生产技术流程图

3 城镇建成区边界提取

建成区为“城市建成区”的简称，指市行政区范围内经过征收的土地和实际建设发展起来的非农业生产建设地段，它包括市区集中连片的部分以及分散在近郊区与城市有着密切联系并且具有基本完善的市政公用设施的城市建设用地。按照建成区的定义，采用先宏观再精细的流程提取建成区，按照“行政界线”限定、“城市景观特征”符合的原则，分别从2011 年和2016 年的遥感影像上解译提取2011 年、2016 年两期的城镇建成区边界。

4 小城镇格局变化监测分析

基于2011 年和2016 年的基础性地理国情监测数据，对地表覆盖、水域和交通要素、建成区边界进行基本统计，进而地表覆盖、城镇建设、基础设施、生态环境等方面监测小城镇空间格局变化。采用土地利用分析方法（土地利用转移矩阵、土地利用动态度、土地利用耗减度、土地利用开发度）分析镇域范围的土地利用情况。

图2 小城镇格局变化监测内容

5 连江县琯头镇格局变化监测成果

5.1 地表覆盖格局变化分析

2011 年和2016 年地表覆盖地类变更面积统计如图3 和表1 所示。从图3 可知，2011-2016 年，耕地、林地减少面积明显大于新增面积，水域的净面积减少较少，园地、人工堆掘地、构筑物、房屋建筑（区）的新增面积明显大于减少面积，铁路与道路的净面积增加不多。从表1 可知，2016 年地表覆盖地类中的人工堆掘地、草地、园地的增加面积较多，分别为1.437 平方千米、1.127 平方千米、0.920 平方千米。具体来源构成如下：

表1 2011 年和2016 年地表覆盖地类变更面积统计表 单位：平方千米

图3 2011-2016 年地表覆盖地类变化表

（1）2016 年人工堆掘地增加的主要来源为2011年的耕地、林地和草地，分别占人工堆掘地增加量的30.898%、34.447%、16.562%。

（2）2016 年草地增加的主要来源为2011 年的耕地、林地，分别占草地增加量的41.881%、32.209%。

（3）2016 年园地增加的主要来源为2011 年的耕地、林地，分别园地增加量的81.522%、11.739%。

由此可见，耕地、林地等非建设类用地转出，而人工堆掘地、构筑物、房屋建筑（区）等建设类用地增加，表明琯头镇在城镇化建设进程中城镇化扩张使用了大量的非建设类用地。人工堆掘地（包括在建工地） 是城镇建设过程中土地利用结构变化的过渡地类。园地面积的增长说明该地区种植产业在这些年得到了一定的推广。

5.2 地表覆盖动态变化分析

在地表覆盖地类转换分析的基础上，利用单一土地利用类型动态度、土地利用耗减度和土地利用开发度这3 个指数的计算模型，对地表覆盖在2011-2016 年间的变化速度进行度量分析。

由图4 和表2 可得，2011-2016 年的地表覆盖动态变化情况为：人工堆掘地的耗减度和开发度动态度均最大；耕地、林地、水域的动态度呈负增长。园地的开发度仅次于人工堆掘地，且明显大于耗减度，动态度增长也仅次于人工堆掘地；构筑物、道路、房屋建筑（区）的开发度也远大于耗减度。草地、荒漠与裸露地耗减度和开发度相差不大，动态度较小。

表2 2011-2016 年地表覆盖动态度表 单位：%

图4 2011-2016 年地表覆盖地类动态变化图

由此可以看出，在城镇建设过程中，人工堆掘地表现最为活跃，且构筑物、房屋建筑（区）、道路等建设类用地处于增长趋势，说明土地开发建设活动较多，土地建设项目正在推进中或已完成。

5.3 建成区格局变化分析

5.3.1 建成区空间变化分析

表3 可以看出，2011-2016 年建成区面积增加0.365 平方千米。将新增建成区与2011 年地表覆盖数据进行空间叠加，统计得出新增建成区地表覆盖各地类来源的面积，主要为耕地、草地、构筑物，总占比约为67.845%，说明城镇建设使用了耕地以及镇域中空置的土地。

表3 新增建成区的地表覆盖地类来源

5.3.2 建成区扩张方位特征分析

为了分析城镇用地扩展的空间分异，通常是比较城市用地扩展速度在不同空间方位上的差异。以2011 年城镇建成区几何中心为原点，东西向为横轴，南北向为纵轴，将建成区划分为四个象限八个方位，并与不同时期的城镇建成区叠加，得出各个方位新增的建成区；并计算各个方位的建成区扩展面积，如表4。

从表4 和图5 可知，西南方向的扩张面积最多，为0.082 平方千米；其次是东北方向，扩张面积为0.075 平方千米。西北方向的扩张面积最少，仅为0.016 平方千米。

表4 2011-2016 年城镇建成区各方向用地扩展空间分异 单位：平方千米

图5 2011-2016 年城镇建成区各方向扩张示意图

西南方向为琯头中央大道建设方向，琯头镇东南面靠海，东南方向已是建筑饱和状态，是成熟的镇区。东北面镇区内的空余土地让城镇的建设有了发展的余地，西面有深杭铁路、G15 沈海高速通过，交通便利，路网发达，且有大片平坦的土地可以扩张。从建成区的现状和扩张方向可以看出，琯头镇建成区建设呈现出以琯头中央大道为界，东南部以居住区为主，西北部为企事业单位驻地的趋势发展。

6 结束语

本文基于地理国情监测数据，结合高分辨率遥感影像，运用土地利用转移矩阵和土地利用动态度等方法，以福建省连江县琯头镇为例，研究了小城镇土地利用格局变化特征，全面掌握了该镇的地理国情信息和土地利用变化规律，为该镇合理而有效利用土地、促进土地资源的可持续发展以及推进城市化进程奠定了数据基础，为政府决策提供决策依据，对开展类似项目具有参考价值，值得借鉴。